光的折射 光的色散 科学探究：凸透镜成像（讲义）

光的折射 光的色散 科学探究：凸透镜成像(讲义）

第三节 光的折射

速填速记

1、光的折射

（1）定义：光从一种介质 入另一种介质时，传播方向发生 。

（2）光在折射时的三个概念

①法线：过入射点O， 于界面MM1的直线NN1。②入射角： 与法线之间的夹角。

③折射角： 与法线之间的夹角

2、光的折射规律

（1）光折射时，折射光线、入射光线、法线在 内，折射光线和入射光线分别位于法线的 。折射出角随入射角的改变而改变：入射角增大时，折射角也 ；入射角减小时，折射角也 的。

光在空气与其他介质之间发生折射时，其角的关系有一个不变的规律，即“空气中总是大角”。

3、光的折射现像

盛有水的碗看起来 、水中的筷子 等。

关键题：（2010·金华）小明用半圆形玻璃砖研究光的折射。他让一束光线从空气射到玻璃砖的圆心后，发现光线最终从玻璃砖射出，回到了空气中。下列能正确反映实验时的光路的是   （ ）

对点练：1如图2是光在空气与玻璃的分界处发生反射和折射的光路图,其中正确的是

2、如图3，有一束光从某种介质斜射入空气中时，在界面上同时发生了 反射和折射，其中入射角是 度，折射角是 度。

关键题2：图4是研究光的折射规律的实验原理图；下表中记录了不同的入射角和对应的折射角的实验测量数据．

(1)请你结合图，以光从空气进入到玻璃中的情况为例，分析实验数据(光从空气进入其他透明介质中也可得到具有相同规律的实验数据)，对光从空气进入其他透明介质中的折射规律加以总结(补充完整)

a．折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，并且分别位于法线两侧；

b．__________________________________________________________.

(2)请定量比较实验数据．把你新的发现写在下面：________________________.

对点练：1、小宇利用如图5所示装置将一细光束斜射到空气中，用于探究“光的折射规律”．

（1）为了更清晰地观察水中的光路．可以采用的办法是： 水实验中， （填“能”或“不能”）看见反射光线。

（2）实验的折射光路如图中所示，可以判定折射角 （填“大于”、“小于’’或“等于’’）入射角。增大入射角，可观察到折射角在 （填“增大”或“减小”）。

关键题3：如图6所示的是光从玻璃砖斜射入空气时入射光的光路情况．请在图中画出该入射光线的折射光线的大概位置，并标出折射角。

对点练：1、如图7所示，是一束从空气斜射向玻璃的光线，请在图中标出入射角的位置，并画出折射光线的大致方向。

2、画出图中折射光线的大致方向

关键题4：

对点练：1、如图所示的四种现象中，属于光的折射现象的是（　　）

2、“大漠孤烟直，长河落日圆”的诗句中，诗人观察到的落日并非太阳的实际位置，而是光线经过不均匀大气时发生了 而形成的像。如图10所示，站在A点的人恰好看到地平线上的太阳，他所看到的太阳的实际位置应是图中的 位置（选填“甲”或“乙”）。

3、、请欣赏如图11所示的漫画，此漫画说明了一个什么问题？

第四节 光的色散

速填速记

1、实验探究光的色散

（1）实验原理：光的 。

（2）实验步骤：①光通过三棱镜折射后，形成一条由红、橙、 、绿、蓝、靛、 等颜色组成的光带（如图甲）；②再通过一个三棱镜折射后在光屏上又看到了 （如图乙）。

（3）实验结论：①光的色散定义：白光分散成 光的过程。

②色散现象表明：白光不是 ，而是由不同颜色的光组成的。

彩虹就是由太阳光在传播过程中被空中的水滴色散成的。

2、光的三基色和颜料的三原色

（1）光的三基色： 。（2）颜料的三原色： 。

3、物体的颜色：（1）透明体的颜色： 物体的颜色由通过它的色光决定。

（2）不透明体的颜色：不透明物体的颜色由它 的色光决定。

课堂训练：

训练点1：光的色散现象

关键题1：（2010•宁波）今年5月17日中午，我市部分市民看到了太阳周围出

现一个七彩“光环”，如图1所示，这就是“日晕”．这种天象形成的重要原

因是阳光通过无数小冰晶后发生了色散，其中各色光按红、橙、黄、 、

蓝、靛、紫的顺序依次排列，说明了阳光是 （填“单色光”或“复色光”）。

对点练：1、下列物理事实中属于光的色散现象的是 （ ）

A、姹紫嫣红的花朵 B、彩色画面的五彩缤纷 C、色彩丰富的水彩 D、雨过天晴，天空出现彩虹

训练点2：实验探究光的色散

关键题2：（2010•烟台）如图2甲所示，让一束太阳光通过棱镜射到白屏上，在光屏上就形成一条彩色光带，其颜色自上而下依次是 不同颜色的光。若在白屏上贴一张红纸（图乙），则光屏上就出现 。

对点练：1、仔细观察光的色散实验，图中的光路示意图正确的是

2、关于光的色散实验，下列说法不正确的是 （ ）

A、单色光通过三棱镜时也会产生色散现象 B、单色光通过三棱镜时传播方向发生变化

C、白光通过三棱镜时，会产生色散现象 D、白光通过三棱镜时，传播方向发生变化

训练点3：光的三基色和颜料的三原色

关键题3：彩色电视机荧光屏上呈现的各种颜色，都是由于三种色光混合而成，这三种颜色是 （ ）

A、红、黄、蓝 B、红、绿、蓝 C、橙、靛、紫 D、红、绿、橙

对点练：1、图4为色光的三基色的示意图，图中区域1和区域2应

标的颜色是 （ ）

A、蓝色、白色 B、黄色、黑色

C、绿色、白色 D、黄色、白色

2、下列关于颜色的说法正确的是 （ ）

A、色光的三基色是红、黄、蓝 B、将色光的三基色混合在起会混合出黑色

C、将颜料的三原色混合在一起是白色 D、将红、黄、蓝混合在一起是黑色

训练点4；物体的颜色

关键题：如果一个物体能反射所有色光，则该物体呈现 色；如果一个物体能吸收所有色光，则该物体呈现 色。

对点练：1、用红墨水在白纸上写字，在红色灯光下 （ ）

A、看到的字是红色的 B、看到的纸是红色的 C、看到的字是白色 D、看不清楚纸上写的字

2、有些透明物体能让各种色光全部通过，它们便呈现为 色，如空气、洁净的水等；不透明物体有几乎能使各种色光全部反射，那它便呈现 色；有的物体几乎不能反射任何色光，各种色光几乎都被它吸收掉，那它便呈现 色。

第五节：科学探究：凸透镜成像

速填速记

1、透镜及其类型 （1）定义：表面是 的一部分的透明元件。（2）分类：①凸透镜：中间厚、 薄的透镜。②凹透镜：边缘厚、 薄的透镜。（3）基本概念（如图所示）

①主光轴：通过透镜的两个球面 的直线C1C2。②光心：主光轴上有个特殊的点O，通过它的光线传播方向 。

2、透镜对光线的作用 （1）凸透镜对光线有 作用；（2）凹透镜对光线有 作用。

（3）焦点和焦距①焦点：凸透镜能使跟主光轴 的光线会聚在主光轴上一点，凹透镜的焦点是 （选填“实”或“虚”）焦点。②焦距：焦点到凸透镜 的距离，凸透镜两侧焦距 。

凸透镜的折光能力跟凸透镜形状有关。凸透镜越凸，折光能力就越强。

课堂训练

训练点1：透镜及其类型

关键题1：一些透镜的截面如图1所示，在这些透镜中，属于凸透镜的是 ，它们的共同特点是 。属于凹镜的 ，它们的共同特点是 。

对点练：1、如果把一个玻璃球分割成五块，其截面如图2所示，再将这五块玻璃a、b、c、d、e分别放在太阳光下，那么能使光线发散的是 （ 　　）

A、a B、b C、c D、d

训练点2：透镜对光线的作用

关键题：在如图3所示的方框中各有一个透镜，图中画出了光线通过透镜的传播方向，请在方框中填入适当的透镜。

对点练：1、凸透镜对光的作用是 （ ）

A、将要会聚的光通过凸透镜后会变成平行光 B、只有对平行于主光轴的光才具有会聚作用

C、对任何光都有会聚作用 D、对不平行于主轴的光会有发散作用

2、玻璃砖中有如图4所示的气泡，则此玻璃砖对一束平行光线有 作用

（选填“会聚”或“发散”）

训练点3：有关透镜的作图

关键题：如图5是一束平行于上主光轴并射向凹透镜的入射光线，请画出穿过透

镜的折射光线。

对点练：1、下图6是小明同学画的一条通过凸透镜或凹透镜后折射光线的光路图，其中错误的是（ ）

2、完成下列图7中的光路图

课后作业

1、一束光线由空气斜射入水中时，如果入射角逐渐增大，折射角将（　　）

A、逐渐减小，且总小于入射角 B、逐渐增大，且总大于入射角

C、逐渐减小，且总大于入射角 D、逐渐增大，且总小于入射角

2、在湖边看平静湖水中的“鱼”和“云”，看到的是（　　）

A、“鱼”是光的反射形成的虚像，“云”是光的折射形成的虚像

B、“鱼”是光的折射形成的虚像，“云”是光的反射形成的虚像

C、“鱼”和“云”都是光的反射形成的虚像 D、“鱼”和“云”都是光的折射形成的虚像

3、把一根竹筷插入水中，所见到的现象是图中的（　　）

4、在灌满水的井底的P点趴着一只小青蛙，小明同学欲确定井底之蛙的视野，作了四幅光路图（如图），其中正确的是 （ ）

5、、如图所示，一束光线斜射到空水杯底，在M处形成一光斑，当向水杯

中慢慢注水，光斑的实际位置（　　）

A、慢慢向M左边移动 B、慢慢向M右边移动

C、在M处不动 D、在M的上方

6、如图15所示，人眼在A处看见玻璃缸里B处有条鱼。若从A处射出

一束激光，要使激光射到鱼上，则激光应向哪里射出？（　　）

A、B点 B、B点上方 C、B点下方 D、B点左方或右方

7、（2010•重庆）同学们在期中考室里，能从不同方向考到监考老师在黑

板上所写的“本堂考室科目：XX、考室时间：XX”等提示语，这是因为

光发生了 。把一支铅笔斜插入盛水的玻璃杯里，看上去铅笔好像在水面上折断了，如图16所示，这种现象是由于光的 现象引起的。

8、如图所示，一束光线斜射到平静的水面上，同时发生反射和折射，则反射光线与入射光线的夹角为 度，折射光线与法线的夹角 入射角（填“大于”、“小于”或“等于”）。

9、风景旖旎的镜湖，各式现代建筑环湖矗立，充满时代气息．如图18所示，建筑物在湖中的“倒影”是由光的 所形成的 （选填“实像”或“虚像”）。 这些“倒影”看起来比建筑物本身“暗”一些，主要是因为建筑物的光射到水面时，有一部分发生 进入了水中。

10、如图所示，人眼在池旁A处，恰能看不见池底，向池中灌水，随着水面的升高，人将 池底（填“看见”或“看不见”），这是光从 射向 时在水面处发生折射的缘故。

11、（2010•济宁）如图20所示，光源S发出的一条光线射向水中，在水面发生折射后，经过P点．请你在图中大致作出入射光线和折射光线。

12、暑假期间，小明随爷爷一起到湖里叉鱼，如图所示，爷爷是个有经验的老渔民，一叉就叉住了一条鱼，小明也想试试，他拿起鱼叉对准鱼用力叉去，却不见鱼被叉上．爷爷提醒说：“你对准鱼的后部稍往下的位置去叉，准行！”，这一招果然灵验，不一会儿小明也叉到了几条鱼．可是小明不明白其中的道理，你能替爷爷给小明解释一下吗？

13、（2008•湘西州）给你一个装有适量水的透明玻璃杯、一只铅笔、一个乒乓球，请你任选其中的器材，设计两个物理小实验．并运用所学的物理知识解释实验现象。

14、（2005•济宁）在研究光的折射时，小明知道了光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角；光从水斜射入空气中时，折射角大于入射角．小明想：光在其他透明介质的分界面发生折射时有什么规律呢？即什么条件下折射角小于入射角，什么条件下折射角大于入射角？

为了研究这个问题，他在老师的指导下做了如下实验：让一激光手电筒射出的光束从水斜射入玻璃，再从玻璃依次斜射入冰、空气中，其光路如图23所示．然后老师又告诉他光在一些透明介质中的传播速度，如下表．

试回答：

（1）针对小明提出的问题，仔细观察图中的光路，对照表格中的数据进行分析，你能得出什么结论？

（2）根据你得出的结论，请在图24中画出光由玻璃斜射入酒精时，折射光线的大致位置．

课后作业

1、在“五岳”之尊——泰山上历史上曾多次出现“佛光”奇景。据目击者说：“佛光”是一个巨大的五彩缤纷的光环，与常见的彩虹色彩完全一样。“佛光”形成的主要原因是 （ ）

A、直线传播 B、小孔成像 C、光的反射 D、光的色散

2、下列现象属于白光色散的是 （ ）

A、太阳光经过棱镜后，分解成各种颜色的光 B、红、绿、蓝三种色光合成电视画面的颜色

C、红、绿、蓝三色按一定比例混合成白光 D、红、蓝、黄三色颜料按一定比例混合成黑色

3、在“人面桃花相映红”这句诗中，用光学知识解释桃花红的原因是 （ ）

A、桃花自己能发出红光 B、桃花吸收红光 C、桃花反射红光 D、以上说法都不对

4、在彩色电视机接收到的信号中，有红、绿、蓝三基色信号，三基色相加混合的规律如图所示，如果三种色光信号缺少一种，则彩色电视机屏幕出现的颜色都不正常。如果彩色电

视机开机后屏幕呈紫色，这说明 （ ）

A、红色信号丢失 B、绿色信号丢失

C、蓝色信号丢失 D、黄色信号丢失

5、有一则寓言：上帝给世间万物分发各种颜色，由它们各自挑选，花儿想：

“我喜欢红色，说不定别人也喜欢，那就让给别人吧”，于是它吸收了其他颜色，却把红色反射给别人，结果，都变成了自己喜欢的颜色，你来想一想，黑乌鸦是怎样想的 （ ）

A、我就喜欢黑色 B、什么颜色也不喜欢，什么颜色也不要

C、我各种颜色都吸收，让我变得五颜六色吧 D、我喜欢红色和黄色，我只要这两种颜色

6、某人穿了一件白衬衫、蓝裤子和一双黑皮鞋，走进一间只亮着红灯的房子里，别人看到他所穿服装的颜色是 （ ）

A、白衬衫、蓝裤子和黑皮鞋 B、红衬衫、黄裤子和黑皮鞋

C、红衬衫、黑裤子和黑皮鞋 D、白衬衫、红裤子和红皮鞋

7、“背日喷乎，成虹霓之状“描写的是”人工虹“。如图2所示，该现象产生的原因是光的 。

8、如图3所示，则A处是 光，B处是 光。

9、在无其他任何光源的情况下，舞台追光灯发出的红光，照在穿白上衣、绿裙子的演员身上，观众看到她的上衣是 色，裙子是 色。

10、雨过天晴，蔚蓝的天际一弧彩虹凌空飞架．你也可以自己做一个彩虹挂在墙上．如图所示，在靠近墙壁照得到阳光的地方放个装满水的脸盆，再把镜子斜着放入水中，让镜子对着墙壁，同时阳光也能照射到镜子上，当水面平静时，彩虹就会出现在墙上，试试看，并说明道理．

11、衣服、花朵、图画、彩色电视机节目里都有各种各样的颜色。我们生活在绚丽多彩的颜色世界中已经很习惯了。但是物体为什么会呈现出不同的颜色呢？为了探究这个问题，小明设计了如下实验进行研究。

⑴如图5甲，让一束太阳光（白光）通过三棱镜射到白屏上，结果在白屏上可以看到一条七彩的光带。:由此可知太阳光（白光） 是由____________________而成。

⑵如图5乙，在三棱镜和白屏之间放一块红玻璃，白屏上只在原来出现红光的地方出现一条红光带；换上蓝玻璃，只在原来出现蓝光的地方出现一条蓝光带。这表明：透明物体的颜色是由_____________决定的。

⑶如图5丙，如果在白屏上贴一张绿纸，屏上就只有被绿光照射的地方是亮的，其他地方是暗的。换用其他颜色的纸贴在光屏上，也会出现类似的现象。这表明：有色不透明体反射与它颜色__________（选填“相同”或“不相同”）的光。

课后作业

1、关于透镜，下面说法正确的是 （ ）

A、凸透镜对光线有会聚作用，因此通过凸透镜的光一定会聚在焦点上

B、凸透镜和凹透镜都有焦点，凸透镜有实焦点，凹透镜有虚焦点 C、凸透镜只对平行光有会聚作用

D、平行于主光轴的光，通过凹透镜后一定得过焦点

2、如8图，是小明同学画的一条通过凸透镜或凹透镜后折射的光线光路图，错误的是（　　）

3、如图9所示虚线方框内各放置一个透镜，远处发出的两束光通

过透镜前后的方向．则以下判断中正确的是 （　　）

A、（a）为凸透镜（b）为凹透镜 B、（a）（b）都为凸透镜

C、（a）为凹透镜（b）为凸透镜 D、（a）（b）都为凹透镜

4、、（2008•泰州）小明同学利用太阳光测量凸透镜的焦距，方

法如图10所示．他注意到让凸透镜正对阳光，但没有仔细调节纸片与透镜的距离，在纸片上的光斑并不是最小时，就测出了光斑到凸透镜中心的距离L，那么，凸透镜的实际焦距 （　　）

A、一定小于L B、一定大于L

C、可能等于L D、可能小于L、也可能大于L

5、一塑料薄膜组成的顶棚下堆放着一堆干草，夏天雨后，阳光穿过薄膜上的积

水，照射到干草上，如图11所示，则下列说法正确的是 （　　）

A、薄膜上的积水形成一个大的凸透镜，如果其焦点恰好在干

草处，干草有可能燃烧

B、透镜都是固体物质组成的，液体不能起凸透镜作用

C、起凸透镜作用的应是塑料薄膜 D、水和塑料薄膜共同起凸透镜作用

6、平行光经凸透镜L会聚于M处的光屏上一最小亮斑。若将光屏移至N处，仍要在光屏上得一最小亮斑，则在凸透镜L左侧P处放置的透镜是 （ ）

7、现在居民楼的防盗门装有“猫眼”，该装置可让屋内的人看清屋外的景物，而屋外的人却看不清屋内的情况。该装置是在门的夹缝中装有 透镜，该透镜装在门的 。

8、如图13所示，A和B是两个材料相同、口径相同但厚度不同的凸透镜，它们的焦距分别是2cm和3cm，观察光路图，可得出的结论是 。

9、（2008•恩施州）如14图，夜晚，把桌子放在电灯下面，在桌面放一张白纸，然后再把凹透镜放在白纸上．当逐渐向上移动凹透镜时，可以观察到：通过凹透镜的光束在白纸上所形成的光斑的面积会随着凹透镜移动而逐渐

变 ，光斑的亮度则逐渐变 （全部选填“大”、“小”）。

10、同学们在讨论“如何在野外生存”的问题时提出：在野外如果没有打火机，怎么生火取暖呢？一位同学想出了一个“削冰取火”的办法．你认为“削冰”就是把冰制成 ，“取火”应把要点燃的物体放在 位置。

11、根据如图15中经透镜折射后的光线画出入射光线。

12、根据图16中光通过透镜前后的方向，在图中填上适当类型的透镜。

13、小明最喜爱的玩具是叔叔送给他的生日礼物，那是三只大小、形状完全相同的凸透镜，分别由玻璃、水晶、塑料制成．现在小明想要探究“大小、形状相同的凸透镜的焦距与制作材料是否有关”．请你帮他设计这次探究的全过程，完成如下的工作：

（1）这次探究所需要的器材有哪些？请你写出来

（2）写出主要的实验步骤

（3）请你设计出实验现象或实验数据记录表格．

（4）在这次探究过程中，你所运用的1种主要的科学研究方法是什么．

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/183db68702d276a200292e10.html